(57)【要約】【課題】術後の患者や歩行障害を有する患者がリハビリテーションを行う際に、重心移動を訓練者の習熟度に応じて難易度を選択して練習しその結果を体幹バランス訓練の効果を高めるとともに、各種データを記録して、練習状況を定量的に把握し、訓練者にフィードバックすることを目的とする。【解決手段】左右の足９ａ、９ｂから床に加えられた力を検知する床反力検知装置６ａ、６ｂと、左右の足９ａ、９ｂの位置を検知する足位置検知装置と、各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置１０を備えるとともに、演算装置１０の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置１１と、この同期演算結果を表示する表示装置１２と、この同期演算結果を記憶するデータ記憶装置１３とを備え、演算装置１０又は同期演算処理装置１１が、同期演算結果を、画像変換装置２２により左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置１２に表示する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の足から床に加えられた力を検知する床反力検知装置と、左右の足の位置を検知する足位置検知装置と、前記各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置を備えるとともに、演算装置の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置と、該同期演算結果を表示する表示装置と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置とを備え、前記演算装置又は同期演算処理装置が、同期演算結果を、左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置に表示することを特徴とする重心動揺計測装置。
【請求項２】
演算装置が、同期演算処理装置の同期演算結果とデータ記憶装置のデータとを、表示装置に同時又は別々に選択的に表示することを特徴とする請求項１記載の重心動揺計測装置。
【請求項３】
演算装置又は同期演算処理装置が、前記各検知装置の出力結果から体幹の重心位置を演算するとともに、該重心位置を点又は軌跡として表示装置に表示することを特徴とする請求項１又は２記載の重心動揺計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高齢者や足腰の不自由な人等のリハビリテーションに適した重心動揺計測装置に関し、特に、立ち上がった後の体幹重心を静止あるいは意識的に移動させるときなどにおいて、訓練者のリハビリテーションの過程での訓練の難易度の選択ができ、訓練の実施データを記録して、練習状況を定量的に把握することができる重心動揺計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
体幹移動練習は、高齢者や足腰の不自由な人、脳卒中や糖尿病などを患った人、膝関節の手術後の患者等に対して、日常動作をする上において、また社会復帰を果たすために大変重要である。
この体幹移動練習のリハビリテーション過程において、体幹バランスの訓練、体幹の重心移動の訓練を行い、自律が可能になった後、歩行練習器で歩行練習を行い、やがて杖歩行に移行する過程を経る。
【０００３】
この体幹移動練習器の一つとして、床面に左右一対の床反力計を配設し、各床反力計により、左右の足から加えられた力をそれぞれ測定する重心動揺計測装置がある。
この重心動揺計測装置は、一対の床反力計の上に体幹移動した状態で患者を立たせ、左右の足から床に加えられた力を各床反力計で測定することによって重心移動の訓練を行うようになっている。
【０００４】
ところで、上記従来の重心動揺計測装置は、重心移動の結果を測定し分析するものであった。したがって、重心の移動範囲が大きいか少ないかを結果から評価して、リハビリテーションの経過を判定することができるが、積極的に移動できるか否かという判定はできないという制約があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の重心動揺計測装置が有する問題点に鑑み、術後の患者や歩行障害を有する患者がリハビリテーションを行う際に、重心移動を訓練者の習熟度に応じて難易度を選択して練習し体幹バランス訓練の効果を高めるとともに、各種データを記録して、練習状況を定量的に把握し、訓練者にフィードバックすることができる重心動揺計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の重心動揺計測装置は、左右の足から床に加えられた力を検知する床反力検知装置と、左右の足の位置を検知する足位置検知装置と、前記各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置を備えるとともに、演算装置の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置と、該同期演算結果を表示する表示装置と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置とを備え、前記演算装置又は同期演算処理装置が、同期演算結果を、左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置に表示することを特徴とする。
【０００７】
この場合において、演算装置が、同期演算処理装置の同期演算結果とデータ記憶装置のデータとを、表示装置に同時又は別々に選択的に表示することができる。
【０００８】
また、演算装置又は同期演算処理装置が、前記各検知装置の出力結果から体幹の重心位置を演算するとともに、該重心位置を点又は軌跡として表示装置に表示することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の重心動揺計測装置によれば、左右の足から床に加えられた力を検知する床反力検知装置と、左右の足の位置を検知する足位置検知装置と、前記各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置を備えるとともに、演算装置の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置と、該同期演算結果を表示する表示装置と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置とを備え、前記演算装置又は同期演算処理装置が、同期演算結果を、左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置に表示することから、下肢から床に加えられた力の大きさと足の位置を同期させた状態で表示装置に表示し、かつ記録することができ、これにより、過去のデータとの比較等により体幹移動練習の進捗状況や回復度などを定量的に把握するとともに、これらのデータを活用することにより、医者や理学療法士は患者の体幹移動練習を有効に進めて短期間の体幹移動練習を実現することができる。
そして、前記演算装置又は同期演算処理装置が、同期演算結果を、左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置に表示することから、体幹移動練習者は、この表示装置を見ながら、自ら体幹の重心移動の範囲や現在の体幹移動状態、又は回復度合いなどを確認し、その結果を自ら体幹移動姿勢にフィードバックすることにより、より高い練習の効果を得ることができる。
【００１０】
この場合、演算装置が、同期演算処理装置の同期演算結果とデータ記憶装置のデータとを、表示装置に同時又は別々に選択的に表示することにより、医者や理学療法士は、患者に応じて特に注目したい体幹移動パラメータのみを抽出したり、拡大して見ることができるとともに、過去のデータと比較して再現したり、重ねて比較することができ、その結果、練習の効果を定量的に把握し、支持棒歩行練習から杖や自律歩行への練習の移行時期の正確な把握等を行うことが可能となる。
また、表示装置のデータを活用することにより、練習の進捗状況や回復度などを定量的に把握することが可能となるとともに、体幹移動練習者は、この表示装置を見ながら、自ら体幹の重心移動の範囲や現在の体幹移動状態、又は回復度合いなどを確認し、その結果を自ら体幹移動姿勢にフィードバックすることにより、より高い練習の効果を得ることができる。
【００１１】
また、演算装置又は同期演算処理装置が、前記各検知装置の出力結果から体幹の重心位置を演算するとともに、該重心位置を点又は軌跡として表示装置に表示することにより、体幹移動練習者の体幹移動の解析結果を定量的に見られるとともに、体幹移動挙動状況を視覚的又は客観的に理解しやすく表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の重心動揺計測装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３に、本発明の重心動揺計測装置の一実施例を示す。
図において、１は体幹移動練習者、２は体幹移動練習器を示し、重心動揺計測装置２は、体幹移動でつかまる左右一対の支持棒３ａ、３ｂと、この支持棒３ａ、３ｂをほぼ水平に支持する２本の支柱４とを備えている。
【００１４】
この重心動揺計測装置２は、支持棒３ａ、３ｂを介して各支柱４に加えられた力をそれぞれ検知する上肢力検知装置５ａ、５ｂと、支持棒３ａ、３ｂ間で左右の足から床に加えられた力をそれぞれ検知する床反力検知装置６ａ、６ｂと、左右の足９ａ、９ｂの位置をそれぞれ検知する足位置検知装置（図示省略）とを備えている。
そして、この重心動揺計測装置２は、前記各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置１０と、該演算装置１０の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置１１と、該同期演算処理装置１１の同期演算結果を表示する表示装置１２と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置１３と、上肢力検知装置５ａ、５ｂ又は床反力検知装置６ａ、６ｂに、設定値を超えて加重が加えられた場合などに音を出力する音出力装置１４とを備えている。
さらに、この重心動揺計測装置は、演算装置１０又は同期演算処理装置１１が、同期演算結果を、画像変換装置２２により左右の足の荷重を比較して表す画像として表示装置１２に表示するようになっている。
【００１５】
左右の足の荷重を比較して表す画像としては、例えば、図３（ａ）に示すように、左右の足の荷重の大きさをリアルタイムでそれぞれ示すグラフ１５を用いることができる。
この場合、各グラフ１５の図示左右位置を荷重の位置とするとともに、各グラフ１５は、荷重があるレベル１６を越えると発信音を発するようにし、発信音が出た回数をカウントして表示したりすることができる。基準レベル１６は練習者に応じて設定キー２３により変更が可能であり、また、練習時間を設定し表示したり、残り時間を表示することもできる。
また、図３（ｂ）に示すように、左右の荷重バランスを左右の円１７で表示したり、図４又は図５に示すように、船１８又は飛行機１９の傾きによって、左右の足の荷重を比較して表示したりすることができる。
この場合、円１７、船１８又は飛行機１９の中心位置を荷重の中心位置、円１７、船１８又は飛行機１９の大きさや傾斜角度を荷重の大きさとすることができる。
【００１６】
これらの画像は、画面の表示キー２０をクリックすることにより順次切り換えることが可能であり、例えば、図６に示すように、重心位置を点又は軌跡２１として表示装置１２に表示することができる。
これは、例えば演算装置１０が、前記各検知装置の出力結果から体幹の重心位置を演算するとともに、該重心位置を点又は軌跡２１として表示装置に表示することによる。また、この軌跡２１の長さが長く、重なって見辛い場合は、ある一定時間以前の軌跡を表示しないようにすることによって、最新のデータのみを表示するようにすることができる。
これにより、体幹移動練習者の体幹移動の解析結果を定量的に見られるとともに、体幹移動挙動状況を視覚的又は客観的に理解しやすく表示することができる。
【００１７】
支柱４は、その上部に支持棒３ａ、３ｂをほぼ平行に固定し、また、支持棒３ａ、３ｂの地上からの高さを体幹移動練習者１の体格に合わせて調節できるように構成されている。
【００１８】
床反力検知装置６ａ、６ｂは、床部７の一部に配設された左右一対の床反力計からなり、この床反力計には、その上面にかかった力を電気信号に変換する荷重検知装置等がそれぞれ配設されるとともに、荷重検知装置の信号は演算装置１０に導かれている。
床反力検知装置６ａ、６ｂと床部７とは略同一平面を形成しており、これにより、体幹移動練習者１は、違和感なく支持棒３ａ、３ｂに頼りながら左右の足９ａ、９ｂを床反力検知装置６ａ、６ｂの上に体幹移動することができる。なお、８ａは体幹移動練習者の左手、８ｂは右手、９ａは左足、９ｂは右足をそれぞれ示している。
【００１９】
足位置検知装置（図示省略）は、例えば、床反力検知装置６ａ、６ｂにそれぞれ配設された複数の歪みゲージを備えて構成することができ、所定位置の歪みゲージにかかった力を電気信号に変換して演算装置１０で演算処理することにより、左右の足９ａ、９ｂの位置をそれぞれ検知することができる。
【００２０】
演算装置１０は、上肢力検知装置５ａ、５ｂや床反力検知装置６ａ、６ｂの各出力信号を演算するものであり、本実施例では、各検知装置の演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置１１と、表示装置１２及びデータ記憶装置１３等とを備えた、例えば、パソコン等により構成されている。
【００２１】
同期演算処理装置１１は、床反力検知装置６ａ、６ｂによる下肢荷重などのアナログ信号を取り込むことができる。これらの取り込んだ信号は、Ａ／Ｄ又はＤ／Ａ変換ボードを介して演算／記録装置に送られ、力の信号などに変換処理が行われる。
また、この同期演算処理装置１１は、各信号又は信号間のデータの演算により、力の統計処理や、力のかかっている向きと大きさのベクトル演算なども実施することができる。
【００２２】
表示装置１２には、同期演算処理装置１１による演算結果が送られ、必要な情報がオペレータの操作によって選択的に表示される。
この表示装置１２では、演算結果の時間的な変動値の表示だけではなく、フレキシブルディスク等の記録媒体から読み出した過去の練習データとの比較表示なども行うことができる。
また、表示装置１２が内蔵するスピーカ等からなる音出力装置１４により、必要に応じて警告音や音声を発生することができる。
【００２３】
データ記憶装置１３は、パソコン等を用いて得られた練習データを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録することができる。
また、このデータ記憶装置１３は、過去の練習結果との比較や再生などを行うことも可能であり、その結果は表示装置１２に送られ表示される。
体幹移動練習者１は、この表示装置１２を見ながら、自らの体幹移動バランスや現在の回復度合い等を確認し、その結果を自らの体幹移動姿勢にフィードバックすることにより、より高い練習の効果を得ることができる。
【００２４】
音出力装置１４からは、床反力検知装置６ａ、６ｂに加えられた力の大きさや、バランス具合等を音声出力することが可能であり、これにより、練習者は、自分の欠点や練習状況を目で確認する以外に、耳で聞きながら練習に励むことができる。
【００２５】
次に、本実施例の重心動揺計測装置の使用方法を説明する。
図７に、この重心動揺計測装置の床反力検知動作のフローチャートを示す。
体幹移動練習者１は、車椅子に座った状態で重心動揺計測装置２の入り口に位置した後、左手８ａで支持棒３ａを、右手８ｂで支持棒３ｂをつかんで、立ち上がり動作を行う。
このとき、左足９ａは床反力検知装置６ａの上に、右足９ｂは床反力検知装置６ｂの上に位置するようにし、体重の一部を支持棒３ａ、３ｂに預けながら体幹移動動作を行う。
【００２６】
この場合、体幹移動練習者１の左足９ａが床反力検知装置６ａ上に、右足９ｂが床反力検知装置６ｂ上に位置するように体幹移動したときに、上肢や下肢にかかった左右別の力や位置などを演算装置１０により演算する。この力の大きさ、床反力位置から、画像変換装置により画像への変換を行う。この画像は、荷重の大きさに基づく画像の大きさ、荷重の中心位置に基づく画像の中心位置、左右の荷重の大きさの相違に基づく画像の傾きなどを演算し、モニター表示、記録する。
【００２７】
このように、本実施例の重心動揺計測装置では、体幹移動練習者の体幹移動挙動の解析結果を、時間的に連続して総合的かつ定量的で、さらに感覚的に理解しやすいように表示し記録することが可能である。
以上により、体幹移動練習者に対しても、また体幹移動練習を指導する理学療法士に対しても、この記録データは体幹移動回復度を知るには大変重要となり、しかも、力や重心位置を目で見て直接理解できることとなり、さらに、臨床現場において、理学療法士による体幹移動練習者への正しい体幹移動の説明や理解に大きな効果を奏することとなる。
また、本実施例の重心動揺計測装置は、左右の足から床に加えられた力を検知する床反力検知装置６ａ、６ｂと、左右の足の位置を検知する足位置検知装置（図示省略）と、これら各検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置１０とを備え、演算装置１０に、演算装置１０の各演算結果を同期するように演算処理する同期演算処理装置１１と、該同期演算処理装置１１の同期演算結果を表示する表示装置１２と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置１３とを備えることから、足の位置を検知するとともに、上肢から支持棒３ａ、３ｂに加えられた力と下肢から床に加えられた力の両方に基づいて体幹の重心移動を測定することができ、これにより、重心移動を広い範囲で測定し、体幹バランス訓練の効果を高めることができる。
【００２８】
以上、本発明の重心動揺計測装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上、本発明の重心動揺計測装置は、表示装置を見ながら、自らの体幹移動バランスや現在の回復度合い等を確認できるという特性を有していることから、その結果を自らの体幹移動姿勢にフィードバックすることにより、より高い練習効果のリハビリテーションに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の重心動揺計測装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】同実施例の各検知装置と演算装置の構成を示す図である。
【図３】同実施例の表示装置の表示例を示し、（ａ）はグラフ、（ｂ）は円により荷重を示す図である。
【図４】同表示装置の船による表示例を示し、（ａ）はバランス状態、（ｂ）はアンバランス状態を示す図である。
【図５】同表示装置の飛行機による表示例を示し、（ａ）はバランス状態、（ｂ）はアンバランス状態を示す図である。
【図６】同表示装置の重心位置の軌跡の表示例を示す図である。
【図７】本発明の重心動揺計測装置の動作を示すチャート図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    体幹移動練習者
２    重心動揺計測装置
３ａ、３ｂ  支持棒
４    支柱
５ａ、５ｂ  上肢力検知装置
６ａ、６ｂ  床反力検知装置（足位置検知装置）
７    床部
８ａ、８ｂ  手
９ａ、９ｂ  足
１０  演算装置
１１  同期演算処理装置
１２  表示装置
１３  データ記憶装置
１４  音出力装置
１５  グラフ
１６  レベル
１７  円
１８  船
１９  飛行機
２０  表示キー
２１  重心位置の軌跡
２２  画像変換装置
２３  設定キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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